ZHCUCJ3A October   2024  – December 2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1评估模块概述
    1. 1.1 简介
    2. 1.2 套件内容
    3. 1.3 规格
    4. 1.4 器件信息
    5.     通用德州仪器 (TI) 高压评估 (TI HV EVM) 用户安全指南
  7. 2硬件
    1. 2.1 硬件说明
      1. 2.1.1 辅助电源
      2. 2.1.2 直流链路电压检测
      3. 2.1.3 电机相电压检测
      4. 2.1.4 电机相电流检测
        1. 2.1.4.1 三分流器电流检测
        2. 2.1.4.2 单分流器电流检测
      5. 2.1.5 外部过流保护
      6. 2.1.6 TMS320F2800F137 的内部过流保护
    2. 2.2 入门硬件
      1. 2.2.1 测试条件和设备
      2. 2.2.2 测试设置
  8. 3电机控制软件
    1. 3.1 三相 PMSM 驱动系统设计理论
      1. 3.1.1 PMSM 的磁场定向控制
        1. 3.1.1.1 空间矢量定义和投影
          1. 3.1.1.1.1 ( a ,   b ) ⇒ ( α , β ) Clarke 变换
          2. 3.1.1.1.2 ( α , β ) ⇒ ( d ,   q ) Park 变换
        2. 3.1.1.2 交流电机 FOC 基本配置方案
        3. 3.1.1.3 转子磁通位置
      2. 3.1.2 PM 同步电机的无传感器控制
        1. 3.1.2.1 具有锁相环的增强型滑模观测器
          1. 3.1.2.1.1 IPMSM 的数学模型和 FOC 结构
          2. 3.1.2.1.2 IPMS 的 ESMO 设计
            1. 3.1.2.1.2.1 使用 PLL 的转子位置和转速估算
      3. 3.1.3 弱磁 (FW) 和每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
    2. 3.2 软件入门
      1. 3.2.1 GUI
      2. 3.2.2 下载并安装 C2000 软件
      3. 3.2.3 使用软件
      4. 3.2.4 工程结构
  9. 4测试过程和结果
    1. 4.1 构建级别 1：CPU 和电路板设置
    2. 4.2 构建级别 2：带 ADC 反馈的开环检查
    3. 4.3 构建级别 3：闭合电流环路检查
    4. 4.4 构建级别 4：完整电机驱动控制
    5. 4.5 测试程序
      1. 4.5.1 启动
      2. 4.5.2 构建和加载工程
      3. 4.5.3 设置调试环境窗口
      4. 4.5.4 运行代码
        1. 4.5.4.1 构建级别 1 测试程序
        2. 4.5.4.2 构建级别 2 测试程序
        3. 4.5.4.3 构建级别 3 测试程序
        4. 4.5.4.4 构建级别 4 测试程序
          1. 4.5.4.4.1 调整电机驱动 FOC 参数
          2. 4.5.4.4.2 调整弱磁和 MTPA 控制参数
          3. 4.5.4.4.3 调整电流检测参数
    6. 4.6 性能数据和结果
      1. 4.6.1 负载和热力测试
      2. 4.6.2 通过外部比较器进行过流保护
      3. 4.6.3 通过内部 CMPSS 进行过流保护
  10. 5硬件设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 PCB 布局
    3. 5.3 物料清单 (BOM)
  11. 6其他信息
    1. 6.1 已知硬件或软件问题
    2. 6.2 商标
    3. 6.3 术语
  12. 7参考资料
  13. 8修订历史记录

2.1.4.1 三分流器电流检测

作为电机控制算法的一部分，微控制器会对流经电机的电流进行采样，每个 PWM 周期采样一次。TIEVM-MC-MODULE 子板支持单分流器和三分流器电流检测。

TIEVM-MTR-HVINV 三分流器电阻电路图 2-5 三分流器电阻电路

为了测量正电流和负电流，测量电路需要一个失调基准电压，其值为 ADC 最大允许输入的一半。该 1.65V 失调基准电压通过一个电压跟随器生成，如图 2-6 所示：

TIEVM-MTR-HVINV 3.3V 输入电路提供的 1.65V 基准图 2-6 3.3V 输入电路提供的 1.65V 基准

图 2-7 展示了电机电流如何表示为电压信号，其中包含滤波、放大和相对于子板 ADC 输入范围中心的偏移。该电路用于 PMSM 三相中的每个相。方程式 4 给出了该电路的传递函数。

方程式 4. VOUT=VOFFSET+IIN×RSHUNT×Gi

其中

  • Rshunt = 0.05 Ω
  • Voffset = 1.65 V

利用计算出的电阻值，可得到图 2-4 所示的检测电路，Gi 由方程式 5 给出。

方程式 5. Gi=RfbRin=R18(R97+R15)=10kΩ20+2.4kΩ=4.132

微控制器可测量的最大峰峰值电流由方程式 6 给出。

方程式 6. Iscale_max=VADC_maxRSHUNT×Gi=3.30.05×4.132=15.97A

其峰峰值为 ±7.99A。以下代码片段显示了如何在 user_mtr1.h 文件中为压缩机电机定义该值：

//! \brief Defines the maximum current at the AD converter
#define USER_M1_ADC_FULL_SCALE_CURRENT_A         (15.97f)

正确的电流反馈极性也很重要，因为这样才能确保微处理器精确测量电流。在该硬件电路板配置中，分流电阻器的负引脚接地，同时与运算放大器的反相引脚连接。突出显示的符号需要在软件中配置为具有正确的电流反馈极性，如 user.mtr1.h 中的以下代码片段所示：

// define the sign of current feedback based on hardware board
#define USER_M1_SIGN_CURRENT_SF     (1.0f)
TIEVM-MTR-HVINV TMS320F2800137 的三分流器电流检测电路图 2-7 TMS320F2800137 的三分流器电流检测电路